Введение к работе
Актуальность проблемы: В связи с исследованием различных сторон патогенеза дегенеративно-дистрофических изменений суставов, в последнее десятилетие особое внимание привлекает матрикс артикулярных и параартикулярных тканей, межклеточное вещество которого состоит из двух основных органических компонентов: коллагена и протеогликанов. Последние, как считают, играют ведущую роль в поддержании механических свойств хряща [Павлова В.Н., 1980, Косягин Д.В., 1981, Павлова В.Н. и др., 1988, Грачева Л.И., 1992].
Принято считать, что при артритах воспалительный процесс в суставе начинается с поражения синовиальной оболочки, а при дистрофических заболеваниях, артрозах, в первую очередь изменяется суставной хрящ [Дуляпин В.А., 1975, Павлова В.Н. и др.,1988., Шумада И.В. и др. 1990]. В настоящее время изменения, возникающие в синовиальной оболочке, наиболее полно изучены при ревматоидном артрите, самом распространенном воспалительном заболевании суставов, а суставной хрящ - при деформирующем остеоартрозе -наиболее распространенной форме дистрофических поражений суставов. Другие компоненты сустава при указанных болезнях изучены в меньшей степени. Между тем комплексные исследования биохимических особенностей тканей суставов и синовиальной жидкости при различных формах суставной патологии позволяют более полно оценить функциональные взаимоотношения основных элементов сустава в различных патологических условиях и приблизиться к выяснению отдельных звеньев патогенеза дегенеративно-дистрофических поражений суставов.
Выбор темы данной работы обусловлен рядом обстоятельств: большой распространенностью остеоартроза, существенным влиянием его на качество жизни людей трудоспособного возраста, трудностями в своевременной диагностике, выборе правильной тактики лечения.
В настоящее время достоверно установлено, что в механизмах развития патологических процессов в суставах компоненты внеклеточного матрикса - протеогликаны (ПГ), гликозаминогликаны (ГАГ), коллагеновые белки - играют важнейшую роль. Внеклеточный матрикс определяет не только механические и физические свойства тканей, но и регулирует метаболическую активность заключенных в него или прилежащих к нему клеток. ГАГ, ПГ, коллагеновые белки участвуют в регуляции всех процессов морфогенеза - детерминации, пролиферации, клеточной организации, миграции и морфогенетической гибели клеток. Нарушение любой из перечисленных фаз,генетически детерминированными или экзогенными факторами может приводить к порокам развития.
Продолжая направление биохимических исследований в артрологии, мы посчитали необходимым провести изучение сустава в комплексе тканей: в суставном хряще, синовиальной оболочке и синовиальной жидкости, дополнив их исследованиями активности лизосомальных ферментов.
Цель исследования: Охарактеризовать роль протеогликанов и лизосомальных ферментов в развитии дегенеративно-дистрофических процессов в среде коленного сустава собак в условиях нарушения функции сустава.
Достижение цели обеспечивалось решением следующих задач исследования;
-
Разработать модели нарушения функции коленного сустава собак.
-
Разработать методики выделения, очистки и фракционирования протеогликанов из суставных тканей и синовиальной жидкости.
-
Определить реакцию протеогликанов и лизосомальных ферментов в различных условиях изменения функции коленного сустава собак.
-
Уточнить характер взаимосвязей метаболизма протёогликанов в разных суставных структурах.
-
Провести корреляционный анализ активности лизосомальных ферментов и показателей метаболизма протёогликанов тканей коленного сустава собак.
Научная новизна. Впервые проведено биохимическое исследование метаболизма протёогликанов одновременно 3-х суставных структур. На основании полученных результатов установлено, что в суставном хряще, синовиальной оболочке и синовиальной жидкости имеет место тесная взаимосвязь и взаимозависимость метаболизма указанных соединений. Развитие дегенеративно-дистрофических процессов обусловлено не только нарушением состояния матрикса хряща, но и изменениями биосинтетической функции клеток синовиальной оболочки и лубрикационных свойств синовиальной жидкости.
В эксперименте на собаках доказано, что в механизмах развития дегенеративно-дистрофических поражений суставов изменения метаболизма протёогликанов и активности лизосомальных ферментов являются показателями ранних стадий в развитии патологического процесса в комплексе суставных структур.
Достоверно показано, что продукты деградации суставных тканей поступают в синовиальную жидкость, что может служить диагностическим тестом степени развития дегенеративно-дистрофических изменений.
Практическая значимость работы. Оценена информативность биохимических показателей для различных суставных структур, что позволяет для каждой из этих тканей определить набор показателей, релевантных для лабораторного контроля за течением деструктивных процессов в суставах.
Показатель электрофоретического разделения ГАГ синовиальной жидкости в может быть использован качестве диагностического теста
для оценки выраженности дегенеративных изменений в, суставе в процессе лечения.
Разработаны методики выделения, очистки и фракционирования протеогликанов из суставных тканей и синовиальной жидкости, предложен микрометод определения сульфатированных ГАГ в экстрактах тканей.
Предложен способ иммобилизации коленных суставов собак, позволяющий получить стандартные условия иммобилизации и воспроизводимость результата. Получено положительное решение на заявку на изобретение (Макушин В.Д., Матвеева Е.Л. Устройство для имобилизации суставов у животных - заявка на изобретение N97103272/13 (003497), приоритет от 4.03.97.). Оформлено 4 рационализаторских предложения.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
При дегенеративно-дистрофических изменениях суставов, происходят взаимосвязанные и взаимозависимые изменения метаболизма протеогликанов и активности лизосомальных ферментов трех составляющих суставных структур: хряща, синовиальной оболочки и синовиальной жидкости.
-
Комплексные исследования суставных структур обнаруживают однонаправленность деструктивных процессов в тканях сустава при изменении функциональной нагрузки на сустав.
Материалы работы доложены на: Юбилейной Международной
научно-практической конференции, посвященной 25-летию РНЦ «ВТО»
им. акад. Г.А. Илизарова, I фестивале-конкурсе научно-
исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи
и студентов, Курган. ;
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ. Перечень работ приведен в конце реферата.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов и списка литературы. Содержание работы составляют 117 страниц машинописного текста, 21 рисунок и 12 таблиц. Список литературы включает 205 источников, из них 85 -отечественных. Текстовая часть содержания диссертации: «Введение» (6 страниц машинописи); глава 1 - «Химический состав и функция макромолекулярных соединений синовиальных тканей в физиологических условиях и при патологии» (23 страницы машинописи); глава 2 - «материалы и методы исследования» (13 страниц машинописи); глава 3 - «Результаты и обсуждение» - (35 страниц машинописи); заключение (7 страниц машинописи); выводы (1 страница машинописи).